Lorenzo approda nel mondo della 4 tempi dopo anni di esperienza nel Mondiale 125 GP, dove tra alti e bassi dimostra le qualità di pilota talentuoso.
Nessuno lo sa, ma il 2010 diventerà l’anno della svolta, infatti stanco delle problematiche del Mondo “GP” vuole tornare a divertirsi guidando una moto e decide di farlo con il Team TNT Racing partecipando al Campionato Italiano Stock 600; la stagione parte subito bene con un susseguirsi di podi che lo dichiareranno vice campione.
Gli strepitosi risultati nel CIV danno a Lorenzo una buona visibilità e nel corso della stagione arriva la chiamata nel Campionato del Mondo Superstock 1000 dove al debutto sulla pista di Brno in Repubblica Ceca sfiora la vittoria, ripetendosi poi a Imola e lottando per la top five in tutto il resto del campionato.
Le prestazioni espresse danno i loro frutti e, il team BMW Italia vincitore degli ultimi quattro campionati vuole Lorenzo in sella alla sua moto per la stagione 2011; ma quello che apparentemente poteva sembrare un campionato con la vittoria di facile portata, si è rivelato assai più impegnativo con un livello di moto e piloti altissimo, al quale Lorenzo si è adattato alla perfezione cogliendo la sua prima vittoria e salendo per ben 6 volte sul podio, concludendo il campionato al 3° posto assoluto.
Il 2012 è appena cominciato e i segnali che arrivano testimoniano la continua crescita di Lorenzo che sta mettendo in mostra una determinazione tale da aver già colpito molti degli addetti ai lavori.
Dopo i risultati ottenuti, il 2012 vede il passaggio nella top class delle derivate di serie: la tanto conosciuta SBK, dove in sella alla ducati panigale, schierata dal team PATA SNACK, centrerà al suo debutto innumerevoli top ten e molte volte sarà miglior pilota indipendente.
Dopo questa esperienza con ottimi risultati nel biennio 2013/2014 entra nelle file del team HONDA Europa nel mondiale 600 Supersport , dove ottiene il primo podio a Monza e la prima vittoria a Imola, chiudendo
rispettivamente i due campionati in 5 e 4 posizione assoluta.
Messo in luce come miglior italiano della categoria intermedia per il biennio 2015/2016 firma un contratto con la storica marca varesina Mv agusta, che rientrando in forma ufficiale nelle competizioni decide di affidarsi a Lorenzo per un connubio tutto italiano, ne uscirà una stagione memorabile che con sei podi lo porterà ad ottenere il terzo posto in campionato, nonostante sia mancata la singola vittoria di gara.
Dal 2017 Lorenzo accetta di tornare a far parte della famiglia Ducati in veste di collaudatore del progetto Superbike e di suo pilota a tempo pieno nel Campionato Italiano sbk, dove a oggi ha ottenuto 15 podi e 3 vittorie che gli sono valse in tutti i tre anni la top 3 di campionato.
Per Ducati ha partecipato anche in veste di wildcard nelle due tappe italiane finendo sempre in top ten.
Nel 2020 é nuovamente protagonista nel campionato italiano dove ottiene diversi podi ma non puó contendere al titolo nazionale in quanto mandato da Ducati negli USA per difendere nuovamente i colori del marchio riuscendo a riportare il successo nella categoria Superbike dopo un digiuno di 10 anni sul tracciato di Indianapolis.
